DE2024910A1

DE2024910A1 - Process for the production of shaped bodies for filtering and drying liquids and gases

Info

Publication number: DE2024910A1
Application number: DE19702024910
Authority: DE
Inventors: Konrad Dr.; Boedecker Manfred; 3000 Hannover. P CO8g 41-00 Kühn
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1971-12-09
Also published as: SE359456B; CH512929A; DE2024910C3; FR2054125A5; ES381281A1; NL7009881A; BE752681A; DE1934030B2; DE2024910B2; US3687297A; ATA602770A; GB1313348A; DE1934030A1

Description

Kali-Chemie Hannover, den 10. Mai 1971Kali-Chemie Hanover, May 10, 1971

Aktiengesellschaft Pat. Dr. Ha/HpAktiengesellschaft Pat. Ha / Hp

PatentanmeldungPatent application

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zumProcess for the production of moldings for

Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und GasenFiltration and drying of liquids and gases

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, welche vielseitig bei der Filtration und Trocknung von Flüssigkeiten und Gasen Verwendung finden können.The invention relates to a process for the production of shaped bodies, which are versatile in the filtration and drying of Liquids and gases can be used.

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 19 34 030. 8-43 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenmittelformkörpers zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten, einschließlich Kältemitteln, beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß festes adsorptives Trockenmittel in Perlform oder in gekörnter Form mit einem Reaktionsgemisch, hergestellt aus Di- oder Polyisocyanat und einem Polyester- und/oder Polyätherpolyol, vermischt wird, wobei auf 100 g Trockenmittel etwa 0, 3 bis 5 g des Reaktionsgemisches eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 120 C unter Bildung eines Polyurethans gehärtet wird. Für die Herstellung des Polyurethans können die meisten der handelsüblichen Polyisocyanate und Polyole verwendet werden. Durch Zusatz geeigneter Beschleuniger kann die Reaktion so gesteuert werden, daß ßie inIn the unpublished patent application P 19 34 030. 8-43 is a process for the production of a desiccant shaped body for filtering and drying liquids, including refrigerants, described, which is characterized in that solid adsorptive desiccant in pearl form or in granular form with a reaction mixture, made of di- or polyisocyanate and a polyester and / or polyether polyol, is mixed, with on 100 g of desiccant about 0.3 to 5 g of the reaction mixture are used, then the mixture is poured into a mold and at a temperature between room temperature and 120 C below Formation of a polyurethane is cured. Most of the commercially available polyisocyanates can be used to produce the polyurethane and polyols can be used. By adding suitable accelerators, the reaction can be controlled so that ßie in

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wenigen Minuten beendet ist. Nach diesem Verfahren können aus den üblichen festen adsorptiven Trockenmitteln beliebiger Form, insbesondere aus aktivem Aluminiumoxid, Kieselsäuregel und/oder Molekularsieben geformte Körper mit guter Stabilität erhalten werden. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß beim Härten keine Volumenkontraktion auftritt, die Anlaß zu Spannungen im fertigen Körper geben könnte. Die hohe Trockenwirkung beruht darauf, daß nur eine vorwiegend punktförmige Verbindung der einzelnen Teilchen stattfindet.a few minutes. According to this process, the usual solid adsorptive desiccants of any form, In particular, bodies formed from active aluminum oxide, silica gel and / or molecular sieves can be obtained with good stability. This is due to the fact that no volume contraction occurs during hardening, which gives rise to tension in the finished product Body could give. The high drying effect is based on the fact that only a predominantly punctiform connection of the individual Particle takes place.

Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zum Filtrieren und Trocknen von Flüssigkeiten und Gasen ist nun dadurch gekennzeichnet, daß Filter- und Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Bentonit und/oder Quarzsand, gegebenenfalls zusammen mit festem adsorptivem Trockenmittel, mit einem Reaktionsgemisch, hergestellt aus Di- oder Polyisocyanat und einem Polyester- und/oder Polyätherpolyol, vermischt werden, wobei insgesamt auf 100 g festes Material etwa 0, 3 bis 5 g des Reaktionsgemisches eingesetzt werden, anschließend die Mischung in eine Form eingefüllt und bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 120 C unter Bildung eines Polyurethans gehärtet wird.The present process for the production of shaped bodies for filtering and drying liquids and gases is now characterized in that filter and adsorbents, such as activated carbon, bentonite and / or quartz sand, optionally together with solid adsorptive desiccant, with a reaction mixture, prepared from di- or polyisocyanate and a polyester and / or polyether polyol, are mixed, wherein a total of about 0.3 to 5 g of the reaction mixture per 100 g of solid material are used, then the mixture is poured into a mold and at a temperature between room temperature and is cured at 120 C to form a polyurethane.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können soncüt Formkörper mit verbesserten Filtereigenschaften hergestellt werden, indem man einen oder mehrere feste Stoffe mit überwiegend adsorptiver oder mechanischer Filterwirkung verwendet, wie beispielsweise die oben angeführten Verbindungen. Die Trockenwirkung dieser Körper kann, man verbessern, indem man sprbierende Materialien zusetzt, welche in der Hauptsache T rocken wirkung aufweisen, wie die bekannten Trockenmittel. Die Mengen tier einzelnen KomponentenAccording to the process according to the invention, shaped bodies with improved filter properties can be produced by using one or more solid substances with a predominantly adsorptive or mechanical filter effect, such as, for example, the compounds listed above. The drying effect of these bodies can be improved by adding spraying materials which mainly have drying effects, such as the known drying agents. The quantities of the individual components

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richten sich nach dem jeweiligen Einsatzgebiet der Formkörper. Da die Zusammensetzung der Gemische in weiten Grenzen variieren kann, lassen sich für den jeweilig gewünschten Zweck entsprechende Formkörper herstellen. Die Einsetzbarkeit solcher geformter Körper ist daher vielseitig.depend on the respective field of application of the molded body. Since the composition of the mixtures can vary within wide limits, appropriate ones can be used for the particular desired purpose Manufacture moldings. The applicability of such shaped bodies is therefore versatile.

Zur Herstellung der Formkörper werden beispielsweise die Gemische vor der Eingabe in die Form mit dem zu einem Polyurethan erhärtenden Reaktionsgemisch vermengt. Auf die Gesamtmenge der Feststoffe sind nicht mehr als 5 g Bindemittel pro 100 g Feststoff erforderlich.To produce the moldings, for example, the mixtures are mixed with the polyurethane that hardens to form a polyurethane before they are introduced into the mold Reaction mixture mixed. On the total amount of solids, no more than 5 g of binder per 100 g of solids are required.

Weiter wurde gefunden, daß auch Formkörper hergestellt werden können, in welchen die einzelnen Materialien schichtweise angeordnet sind. Zur Herstellung der Formkörper werden die einzelnen Komponenten vor der Eingabe in die Form mit dem zu einem Polyurethan erhärtenden Reaktionsgemisch vermengt und in der gewünschten Reihenfolge in die Form gegeben. Die Menge des eingesetzten Bindemittels für die einzelnen Komponenten wird dem jeweiligen Material angepaßt. Zwecks Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit muß nur bei der aus Aktivkohle allein bestehenden Schicht die Menge an Bindemittel auf über 5 % erhöht werden, wobei je nach Körnung der Aktivkohle zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent einzusetzen sind. Diese Bindemittelmenge läßt sich reduzieren, wenn der Aktivkohle Sand zugemischt wird.It has also been found that moldings can also be produced can, in which the individual materials are arranged in layers are. To produce the moldings, the individual components are mixed with a polyurethane before they are put into the mold the hardening reaction mixture and poured into the mold in the desired order. The amount of binder used for the individual components is adapted to the respective material. In order to achieve sufficient mechanical strength must only in the case of the layer consisting of activated carbon alone the amount of Binder can be increased to over 5%, depending on the grain size of the activated carbon between 10 and 20 percent by weight. These The amount of binder can be reduced if sand is added to the activated carbon will.

Bemerkenswert ist die nicht ohne weiteres voraussehbare hohe Bindekraft des erfindungsgemäßen Bindemittels, die sich darin äußert, daß nicht nur Formkörper aus einheitlichen Materialien, sondern auch beliebigen Gemischen hergestellt werden können. Darüber hinaus ist die gute Bindekraft der zu einem Polyurethan erhärtenden Reaktions-The not easily foreseeable high binding power is remarkable of the binder according to the invention, which is expressed in the fact that not only moldings made of uniform materials, but also any mixtures can be produced. In addition, the good binding force of the reaction material hardening to form a polyurethane

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gemische daraus zu erkennen, daß bei der schichtweisen Anordnung der einzelnen Materialien die Festigkeit zwischen den einzelnen Schichten so groß ist; daß ein auch hohen mechanischen Anforderungen standhaltender Formkörper erhalten wird.Mixtures can be seen from this that in the layered arrangement of the individual materials the strength between the individual layers is so great; that withstanding high mechanical requirements Shaped body is obtained.

Ein Einsatzgebiet für solche konabinierten Formkörper liegt beispielsweise in der Kälteindustrie. Kältemittel in Kältemaschinen können neben Feuchtigkeit geringe Mengen an Säuren, gelösten Wachsen, Ölkohle, Ölschlamm und dgl. enthalten. Zur Beseitigung dieser Verunreinigungen wird u. a. Aktivkohle in lockerer Schüttung, eingeschlossen in einem Trocknergehäuse, neben den üblichen Trockenmitteln in den Kältemittelkreislauf eingesetzt. Gemäß dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 407 617 hat man zwar schon den Versuch unternommen, Formkörper herzustellen, welche neben Trockenmitteln auch Aktivkohle enthalten; da aber die Trockenkapazität und Durchlässigkeit solcher Formkörper wegen der verhältnismäßig großen Bindemittelmengen gering ist (25 Gewichtsprozent Phosphatbinder oder synthetischer organischer Harzbinder werden auf ein Gemisch aus 55 Gewichtsprozent Trockenmittel und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle benötigt), haben diese Formkörper keine wesentliche Bedeutung erlangt. Formkörper, welche nur aus Aktivkohle bestehen, lassen sich mit diesen Bindemitteln praktisch nicht herstellen, da sie mindestens die doppelte Menge derselben benötigen.One area of application for such concave shaped bodies is, for example in the refrigeration industry. In addition to moisture, refrigerants in refrigeration machines can contain small amounts of acids, dissolved waxes, oil carbon, Contain oil sludge and the like. To remove these impurities, inter alia. Activated charcoal in loose bulk, included in a dryer housing, used in addition to the usual desiccants in the refrigerant circuit. According to the method of the USA patent 3 407 617, an attempt has already been made to produce moldings which, in addition to desiccants, also contain activated carbon contain; but since the drying capacity and permeability of such moldings are low because of the relatively large amounts of binder is (25 percent by weight phosphate binder or synthetic organic Resin binders are required for a mixture of 55 percent by weight desiccant and 20 percent by weight activated carbon) Molded body has not acquired any significant importance. Shaped bodies which only consist of activated carbon can be made practical with these binders do not produce, as they need at least twice the amount of the same.

Natürlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Formkörper hergestellt werden, welche nur aus festen Stoffeamit mechanischer und adsorptiver Filterwirkung für Flüssigkeiten bestehen.Of course, molded bodies can also be used according to the process according to the invention which are only made of solid materials with mechanical and adsorptive filter effect for liquids.

Es ist üblich, die genannten Filter- und Trockenmaterialien auch für die Reinigung und Trocknung von Gasen, beispielsweise Luft oderIt is common to use the aforementioned filter and drying materials as well the cleaning and drying of gases, for example air or

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Verbrennungsgase,bzw. für die Adsorption von Lösungsmitteldämpfen einzusetzen. Auch hierbei kann der Einsatz der erfindungsgemäßen Formkörper vorteilhaft sein. Die Eignung von Formkörpern beispielsweise für die Reinigung und Trocknung von Luft ist aus Beispiel 1 zu ersehen.Combustion gases, or. to be used for the adsorption of solvent vapors. The use of the inventive Moldings be advantageous. The suitability of moldings, for example for the purification and drying of air can be seen from example 1.

example 1

100 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus 80 Gewichtsprozent perlförmigem Kieselsäuregel und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle, wurden mit 2, 5 Gewichtsteilen eines aus einem Polyäther auf der Basis Trimethylolpropan mit einer Hydroxylzahl von ungefähr 520 und Diphenylmethan-4,4' -diisocyanat bestehenden Gemisches oberhalb des Festpunktes des Isocyanats vermischt und 30 Minuten bei 45 C gehärtet. Es wurde ein stabiler Formkörper erhalten, welcher eine gute Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase und eine gute Wasseraufnahmekapazität hatte.100 parts by weight of a mixture consisting of 80 percent by weight pearl-shaped silica gel and 20 percent by weight activated carbon, were mixed with 2.5 parts by weight of a polyether based Trimethylolpropane with a hydroxyl number of approximately 520 and diphenylmethane-4,4 ' -diisocyanate mixture above the fixed point of the isocyanate mixed and cured at 45 C for 30 minutes. A stable molded body was obtained which had good permeability for liquids and gases and a good water absorption capacity would have.

Die Wasseraufnahmekapazität des Formkörpers wurde durch Durchleiten von Luft mit verschiedener relativer Luftfeuchtigkeit bei 25 C geprüft. Bezogen auf die im Formkörper enthaltene Menge an Trocken mittel ergab sich folgende Wasseradsorption:The water absorption capacity of the shaped body was determined by passing it through tested by air with different relative humidity at 25 C. Based on the amount of dry matter contained in the molding medium resulted in the following water adsorption:

% rel. Feuchtigkeit% rel. humidity FormkörperMoldings Gew. -%Weight% 1010 6,26.2 2020th 9,89.8 4040 21,021.0 6060 32,332.3 8080 35,435.4

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Example 2

100 Gewichtsteile eines Gemisches, bestehend aus 40 Gewichtsprozent perlförmigem Kieselsäuregel, 30 Gewichtsprozent eines Molekularsiebes, 10 Gewichtsprozent Quarzsand und 20 Gewichtsprozent Aktivkohle, wurden mit 2, 5 Gewichtsteilen eines aus einem Polyäther auf der Basis Trimethylolpropan mit einer Hydroxylzahl von ungefähr 520 und Diphenylmethan-4, 4' -diisocyanat bestehenden Gemisches oberhalb des Festpunktes des Isocyanats vermischt und 30 Minuten bei 45° C gehärtet. Es wurde ein stabiler Formkörper erhalten, welcher eine gute Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase und eine gute Wasseraufnahmekapazität hatte.100 parts by weight of a mixture consisting of 40 weight percent perlförmigem silica gel, 30 percent by weight of a molecular sieve, 10 percent by weight of silica sand and 20 weight percent activated charcoal, were incubated with 2, 5 parts by weight of a polyether based on trimethylolpropane having a hydroxyl number of about 520, and diphenylmethane-4, 4 ' -diisocyanate existing mixture mixed above the fixed point of the isocyanate and cured at 45 ° C for 30 minutes. A stable molded body was obtained which had good permeability for liquids and gases and a good water absorption capacity.

Example 3

Zur Herstellung eines Schichtkörpers wurden jeweils 125 g perlförmiges Kieselsäuregel, 125 g eines Molekularsiebes, 125 g Quarzsand mit je 2 g des in Beispiel 2 beschriebenen Polyäther-Diisocyanat-Gemisches vermischt. Außerdem wurden 50 g Aktivkohle mit 10 g des gleichen Gemisches versetzt. Die einzelnen Gemische wurden in der genannten Reihenfolge in eine Form eingefüllt und bei 45 C 30 Minuten lang gehärtet. Umgerechnet auf die Gesamtmenge des Formkörpers betrug der Bindemittelanteil etwa 3, 8 Gewichtsprozent. Der Formkörper hatte eine gute Stabilität. Die Durchlässigkeit und Wasseraufnahmekapazität des Formkörpers war nicht wesentlich beeinträchtigt.To produce a layered body, 125 g of pearly silica gel, 125 g of a molecular sieve, 125 g of quartz sand were mixed with 2 g of the polyether-diisocyanate mixture described in Example 2 each. In addition, 10 g of the same mixture were added to 50 g of activated charcoal. The individual mixtures were poured into a mold in the order given and cured at 45 ° C. for 30 minutes. Converted to the total amount of the molding, the proportion of binder was about 3.8 percent by weight. The shaped body had good stability. The permeability and water absorption capacity of the shaped body were not significantly impaired.

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Claims

1. A method for the production of Pormkodies for filtering and drying liquids and gases, characterized in, that filter and adsorbent, such as activated carbon, bentonite and / or quartz sand, optionally together with solid adsorptive material Desiccant with a reaction mixture made from di- or polyisocyanate and a polyester and / or polyether polyol, are mixed, a total of about 0.3 to 5 g of the reaction mixture being used per 100 g of solid material , then pour the mixture into a mold and wipe at a temperature ζ · 'Räum emp Formation of a polyurethane is cured.

at a temperature 'wipe' room temperature and 120 C below

2. The method according to claim 1, characterized in that the filter and optionally desiccant arranged in layers will.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the amount of binder in the activated carbon layer is between 10 and 20 percent by weight.

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